Radiador remoto para sistemas de energía solar
Aunque se debe eliminar una gran cantidad de calor para condensar el vapor que se utiliza para impulsar los generadores de turbina, los sistemas de refrigeración suelen ser el principal suministro de agua para las centrales eléctricas. Históricamente, las fuentes de agua como ríos y lagos han proporcionado este enfriamiento, pero en los últimos años ha habido un aumento en la cantidad de centrales eléctricas que adoptan el enfriamiento en seco (un sistema de enfriamiento que usa poca o nada de agua). Los sistemas de enfriamiento en seco demandan más energía para operar y tienen un costo inicial más alto. Todos estos problemas contribuyen a la reducción de la eficiencia general de las plantas de energía; sin embargo, los sistemas de enfriamiento seco consumen un 95 por ciento menos de agua que los sistemas de enfriamiento húmedo.
Muchas centrales eléctricas de diferentes tipos producen electricidad calentando agua para crear vapor, que luego se fuerza a través de turbinas. Este tipo de sistema se utiliza en algunas instalaciones solares, así como en plantas que queman carbón y biomasa, centrales nucleares, algunas plantas de gas natural y centrales nucleares. Las turbinas de estas plantas deben convertir el vapor, que luego debe enfriarse para que pueda condensarse nuevamente en líquido y enviarse de regreso a la caldera o al generador de vapor.
El vapor a menudo se enfría y condensa usando agua en plantas de energía de vapor. El Servicio Geológico de EE. UU. estima que el 40 por ciento de todas las extracciones de agua en los EE. UU. se utilizan para generar energía, la mayoría de las cuales son para refrigeración.
Los sistemas de enfriamiento de recirculación que reciclan el agua de enfriamiento se utilizan en más del 61 por ciento de la capacidad de producción termoeléctrica de EE. UU. En estos sistemas, el agua se mantiene en tuberías de circuito cerrado para que pueda reciclarse. El 36 por ciento de la capacidad termoeléctrica en los EE. UU. proviene de centrales eléctricas que utilizan sistemas de enfriamiento de CC. Estos sistemas extraen grandes cantidades de agua de las fuentes de agua vecinas para enfriar el condensador y luego liberan el agua más caliente de regreso a la fuente original.
La mayor parte del 3 por ciento de la capacidad de refrigeración seca e híbrida en los EE. UU. ha estado operativa desde el año 2000. Los sistemas de refrigeración seca utilizan el aire ambiente para enfriar y condensar el vapor. Hay dos tipos de estos sistemas: sistemas directos y sistemas indirectos. No se utiliza agua en los sistemas de refrigeración en seco directo, ya que el aire ambiente se utiliza para condensar el vapor. En los condensadores enfriados por agua típicos, el vapor en los sistemas de enfriamiento indirecto en seco se condensa, pero el agua de enfriamiento del sistema cerrado se queda atrás. Como resultado, no se pierde agua por evaporación, lo que significa que se consume muy poca agua.
El vapor se puede condensar utilizando agua y aire en sistemas de refrigeración híbridos, que combinan refrigeración seca y húmeda. Cuando hace más frío afuera, estos sistemas a menudo se construyen para funcionar como sistemas de enfriamiento seco, y cuando hace más calor afuera y los sistemas secos son menos efectivos, funcionan como sistemas de enfriamiento húmedo.
En EE. UU., están en funcionamiento 83 instalaciones con sistemas de refrigeración secos e híbridos y unos 20 GW de capacidad de generación de vapor. Texas tiene la mayor capacidad de enfriamiento en seco (2,8 GW), seguido de cerca por Virginia, aunque California tiene la mayor cantidad de sistemas de enfriamiento en seco (13). (2,4 GW).
Alrededor del 83 por ciento de la capacidad operativa de refrigeración seca e híbrida la proporciona la tecnología de generación más popular, el ciclo combinado de gas natural (NGCC). Debido a que las instalaciones de ciclo combinado de gas natural necesitan mucho menos enfriamiento por MWh que los reactores de carbón o nucleares, los sistemas de enfriamiento seco suelen ser más rentables para ellos. La técnica de enfriamiento en seco se utiliza en las instalaciones de ciclo combinado de gas natural de EE. UU. para más del 15 por ciento de su capacidad de producción activa.
Para los sistemas de concentración de energía solar, el enfriamiento en seco es otra opción atractiva. Numerosos sistemas modernos de concentración de energía solar utilizan refrigeración seca porque están situados en regiones como el suroeste de los Estados Unidos, donde los recursos hídricos son escasos y los recursos solares son abundantes.
